解题思路:(1)将粒子的运动分解为水平方向和竖直方向,结合水平方向上的位移求出加速度,结合牛顿第二定律求出电场强度,从而得出极板间的电压大小.
(2)粒子做初速度为零的匀加速直线运动,竖直方向上的运动规律,求出竖直位移,结合平行四边形定则求出微粒通过的路程.
(1)依题意,微粒在水平方向是经0.4s加速运动了0.4m而抵达负极板.
x=[1/2at2 ①
a=
qE
m] ②
U=Ed ③
由①②③得,U=
2mxd
qt2=
2×8×10−5×0.4×0.6
6×10−8×0.16V=4000V.
(2)微粒在电场中做初速度为零的匀加速直线运动,其轨迹为直线,由图看出,
l=
x2+h2,
x=0.4m,
h=
1
2gt2=
1
2×10×(0.4)2=0.8m,
所以l=
0.42+0.82=
4
5m.
答:(1)极板间的电压为4000V.
(2)微粒在极板间运动的轨迹是直线,路程为
4
5m.
点评:
本题考点: 匀强电场中电势差和电场强度的关系;电场强度.
考点点评: 解决本题的关键知道粒子在水平方向和竖直方向上的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解,难度不大.